More Related Content
Similar to free jav, video jav, jav download
Similar to free jav, video jav, jav download (20)
free jav, video jav, jav download
- 1. A - §Ëp bª t«ng vµ bª t«ng cèt thÐp 151
Ch¬ng 4
C¸c lo¹i ®Ëp b¶n tùa
Biªn so¹n: GS. TS. Ng« TrÝ ViÒng
n
4.1. Ph©n lo¹i
.v
§Ëp b¶n tùa ®îc t¹o bëi c¸c b¶n ch¾n níc n»m nghiªng vÒ phÝa thîng lu vµ
c¸c trô chèng. ¸p lùc níc truyÒn xuèng nÒn qua c¸c trô chèng. Dùa vµo h×nh thøc mÆt
ch¾n níc, cã thÓ chia ®Ëp b¶n tùa thµnh c¸c lo¹i sau:
ld
1. §Ëp b¶n ph¼ng (h×nh 4-1a,d), mÆt ch¾n níc lµ mét b¶n ph¼ng.
2. §Ëp liªn vßm (h×nh 4-1b), mÆt ch¾n níc cã nhiÒu h×nh vßm.
3. §Ëp to ®Çu (h×nh 4-1c), mÆt ch¾n níc do phÇn ®Çu phÝa thîng lu cña trô pin
co
më réng ra t¹o thµnh.
n
.v
w
w
w
H×nh 4-1. C¸c lo¹i ®Ëp b¶n tùa
a) §Ëp b¶n ph¼ng trªn nÒn ®¸; b) §Ëp liªn vßm;
c) §Ëp to ®Çu; d) §Ëp b¶n ph¼ng trªn nÒn mÒm.
C¸c lo¹i h×nh thøc kh¸c cña ®Ëp b¶n tùa: ®Ëp ph¶n híng, ®Ëp h×nh cÇu.
§Ëp b¶n tùa thêng lµ kÕt cÊu bª t«ng hoÆc bª t«ng cèt thÐp. C¸c kÕt cÊu cña ®Ëp
b¶n ph¼ng vµ ®Ëp liªn vßm t¬ng ®èi máng, cÇn nhiÒu cèt thÐp, mÆt ch¾n níc thêng
thiÕt kÕ theo kÕt cÊu bª t«ng cèt thÐp. C¸c kÕt cÊu cña ®Ëp to ®Çu t¬ng ®èi dµy, hµm
_______________________________________________________________________________________________________________________________________
www.vncold.vn Hội Đập lớn và Phát triển nguồn nước Việt Nam
- 2. 152 sæ tay KTTL * PhÇn 2 - c«ng tr×nh thñy lîi * TËp 2
lîng cèt thÐp Ýt, gÇn nh kÕt cÊu bª t«ng. Còng cã thÓ dïng g¹ch, ®¸ x©y ®Ó x©y dùng
®Ëp b¶n tùa, nhng lo¹i nµy ®îc dïng rÊt Ýt vµ chØ míi x©y ®îc c¸c ®Ëp thÊp b»ng ®¸
x©y. ThÝ dô: Trung Quèc ®∙ x©y mét ®Ëp liªn vßm cao 25m b»ng ®¸ x©y v÷a.
4.2. ¦u nh-îc ®iÓm cña ®Ëp b¶n tùa
So víi ®Ëp träng lùc, ®Ëp b¶n tùa cã nh÷ng u, nhîc ®iÓm sau:
I. ¦u ®iÓm
n
1. MÆt ch¾n níc thîng lu thêng lµm nghiªng, do ®ã lîi dông ®îc träng
lîng níc ®Ì trªn mÆt ch¾n níc ®Ó t¨ng æn ®Þnh cho ®Ëp.
.v
2. §é dµy cña trô pin t¬ng ®èi máng, dßng thÊm qua nÒn sÏ ®i ra ë ngay sau mÆt
ch¾n níc, ¸p lùc thÊm t¸c dông lªn ®¸y trô pin rÊt nhá, cã thÓ bá qua kh«ng tÝnh.
3. ThÓ tÝch ®Ëp t¬ng ®èi nhá, kÕt cÊu máng, néi lùc t¬ng ®èi ®Òu, cã thÓ ph¸t
ld
huy kh¶ n¨ng chÞu lùc cña vËt liÖu, tiÕt kiÖm ®îc nhiÒu vËt liÖu. §Ëp cao 100m cã thÓ
tiÕt kiÖm ®îc tõ 40 ¸ 80% khèi lîng bª t«ng so víi ®Ëp träng lùc. §Ëp träng lùc cao
70m, øng suÊt nÐn lín nhÊt kh«ng qu¸ 12 ´105N/m2 trong khi ®ã còng víi ®é cao nh
thÕ, øng suÊt nÐn lín nhÊt cña ®Ëp b¶n tùa cã thÓ ®¹t tíi 35 ´105N/m2.
co
4. Do kÕt cÊu máng, to¶ nhiÖt dÔ dµng nªn cã thÓ t¨ng tèc ®é thi c«ng.
5. Khi ®Ëp cao, kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c trô t¬ng ®èi lín, cã thÓ bè trÝ tr¹m thñy
®iÖn vµo gi÷a hai trô, nh vËy sÏ thu ng¾n ®îc ®êng èng ¸p lùc.
n
6. §Ëp b¶n tùa cã kh¶ n¨ng chÞu ®ùng ®îc mét ®é qu¸ t¶i nhÊt ®Þnh. Khi v×
nguyªn nh©n nµo ®ã, mùc níc thîng lu vît qu¸ mùc níc thiÕt kÕ, lùc níc ®Èy
ngang t¨ng lªn, nhng träng lîng níc trªn mÆt ch¾n n»m nghiªng còng t¨ng lªn. Do
.v
®ã, nÕu mùc níc phÝa h¹ lu kh«ng ®æi, cã thÓ coi ¸p lùc ®Èy næi t¸c dông lªn ®Ëp
kh«ng t¨ng (v× ¸p lùc thÊm rÊt bÐ cã thÓ bá qua), nh÷ng nh©n tè ®ã gi÷ cho ®Ëp æn ®Þnh
khi ph¶i chÞu mét ®é vît t¶i nhÊt ®Þnh.
w
II. Nh-îc ®iÓm
1. Trô pin cã ®é cøng híng ngang nhá, æn ®Þnh híng ngang kÐm. §éng ®Êt
w
híng ngang cã thÓ sinh ra chÊn ®éng céng hëng hoÆc lµm ®æ trô pin. Ngoµi ra, trô
pin lµ b¶n chÞu Ðp mét phÝa, kÕt cÊu máng m¶nh, nªn díi t¸c dông cña ¸p lùc níc
thîng lu còng cã kh¶ n¨ng mÊt æn ®Þnh, lóc thiÕt kÕ cÇn ph¶i tÝnh to¸n æn ®Þnh uèn
w
däc. Nhng c¨n cø vµo c¸c kÕt qu¶ nghiªn cøu gÇn ®©y, æn ®Þnh uèn däc kh«ng ph¶i lµ
®iÒu kiÖn khèng chÕ.
2. KÕt cÊu cña ®Ëp liªn vßm vµ ®Ëp b¶n ph¼ng rÊt máng, tÝnh chèng thÊm cña mÆt
ch¾n níc kÐm. Khi mÆt ch¾n níc bÞ søt, söa ch÷a rÊt khã, kh«ng ®îc bÒn, kiªn cè
nh ®Ëp träng lùc. Do ®ã yªu cÇu cña ®Ëp trô chèng ®èi víi vËt liÖu t¬ng ®èi cao vÒ
c¸c mÆt: tÝnh n¨ng chèng thÊm, chèng phong ho¸, x©m thùc, ®é bÒn v.v...
3. Sè lîng cèt thÐp dïng nhiÒu h¬n ®Ëp träng lùc, nhÊt lµ ®Ëp liªn vßm vµ ®Ëp
b¶n ph¼ng.
_______________________________________________________________________________________________________________________________________
www.vncold.vn Hội Đập lớn và Phát triển nguồn nước Việt Nam
- 3. A - §Ëp bª t«ng vµ bª t«ng cèt thÐp 153
4. Yªu cÇu xö lý nÒn cao h¬n ®Ëp träng lùc. §Ëp b¶n tùa thêng x©y dùng trªn
nÒn ®¸, ®Æc biÖt lµ ®Ëp liªn vßm cÇn ph¶i ®Æt trªn nÒn ®¸ kiªn cè vµ cã ®é lón kh«ng
®Òu rÊt nhá. V× ®êng thÊm cña ch©n mÆt ch¾n níc ng¾n, do ®ã sù nèi tiÕp gi÷a ®Ëp
víi nÒn yªu cÇu cao. NÕu nÒn lµ ®¸ th× cã thÓ dïng biÖn ph¸p phôt v÷a t¹o thµnh mµng
ch¾n, nÕu kh«ng ph¶i lµ nÒn ®¸, cã thÓ dïng s©n phñ, cõ, ch©n khay ®Ó chèng thÊm.
Nhng vÒ mÆt xö lý nÒn, th× chØ cÇn bãc mãng ë chung quanh vÞ trÝ x©y dùng trô pin,
kh«ng ph¶i bãc toµn bé ®¸ nÒn, nªn gi¶m ®îc khèi lîng bãc mãng vµ gia cè nÒn, mÆt
kh¸c trong qu¸ tr×nh sö dông, khi cÇn cã thÓ tiÕn hµnh kiÓm tra vµ xö lý gia cè nÒn dÔ dµng.
5. Do kÕt cÊu máng, phøc t¹p nªn v¸n khu«n sö dông nhiÒu, thi c«ng t¬ng ®èi
n
phøc t¹p. ViÖc dÉn dßng thi c«ng th©n ®Ëp còng kh«ng ®îc linh ho¹t nh ®Ëp träng lùc
v× cã thÓ g©y ra chÊn ®éng th©n ®Ëp vµ xãi nÒn ®Ëp.
.v
Tuy cã nh÷ng nhîc ®iÓm trªn, ®Ëp b¶n tùa vÉn lµ h×nh thøc hîp lý vÒ kinh tÕ. ¦u
®iÓm næi bËt lµ tiÕt kiÖm ®îc vËt liÖu xi m¨ng, tèc ®é thi c«ng nhanh. Khi kh«ng thÓ
x©y dùng ®Ëp b»ng vËt liÖu t¹i chç th× tríc hÕt nªn xÐt c¸c lo¹i ®Ëp cã kÕt cÊu nhÑ nh
ld
®Ëp vßm, ®Ëp b¶n tùa, ®Æc biÖt lµ ®Ëp to ®Çu.
VÒ ®Þa h×nh, ®Ëp b¶n tùa nªn x©y ë nh÷ng vÞ trÝ lßng s«ng réng, 2 bê tho¶i. Bê
tho¶i sÏ cã lîi vÒ æn ®Þnh ®èi víi trô pin, lßng s«ng réng th× tÝnh kinh tÕ cña ®Ëp b¶n tùa
cµng ®îc ph¸t huy. NÕu lßng s«ng hÑp, ®Ëp cao díi 30m, th× vÒ mÆt kinh tÕ còng
co
kh«ng lîi l¾m.
§Ëp b¶n tùa kh¾c phôc ®îc c¸c nhîc ®iÓm cña ®Ëp träng lùc. Tõ ®Ëp träng lùc
chuyÓn sang ®Ëp b¶n tùa lµ mét sù ph¸t triÓn lín vÒ kü thuËt x©y dùng ®Ëp.
§Ëp b¶n tùa ®Çu tiªn trªn thÕ giíi lµ ®Ëp liªn vßm b»ng ®¸, cã mÆt vßm th¼ng
n
®øng cao 23m, x©y ë cuèi thÕ kû 16 t¹i T©y Ban Nha. Sau ®ã ®Õn m∙i tËn ®Çu thÕ kû 19
míi l¹i xuÊt hiÖn c¸c ®Ëp thuéc lo¹i nµy. Nhng vÉn lµ kiÓu träng lùc, m¸i thîng lu
th¼ng ®øng, dïng trô ®Ó gia cè, t¸c dông chñ yÕu cña trô lµ chèng trît vµ truyÒn ¸p lùc
.v
xuèng nÒn.
Vµo ®Çu thÕ kû 20, xuÊt hiÖn ®Ëp b¶n tùa cã mÆt ch¾n níc n»m nghiªng.
w
4.3. §Ëp to ®Çu
I. H×nh thøc ®Æc ®iÓm vµ bè trÝ
w
1. H×nh thøc vµ ®Æc ®iÓm
§Ëp to ®Çu lµ mét lo¹i ®Ëp b¶n tùa cã thÓ tÝch lín, th©n ®Ëp kh«ng cÇn ph¶i bè trÝ
w
cèt thÐp chÞu lùc. MÆt ch¾n níc do phÇn ®Çu cña c¸c trô pin më réng t¹o thµnh, do ®ã
trô pin vµ mÆt ch¾n lµ mét kÕt cÊu liÒn khèi.
Chç nèi tiÕp gi÷a bé phËn ®Çu cña c¸c trô pin víi nhau, cã bè trÝ c¸c khe lón vµ
c¸c thiÕt bÞ chèng thÊm, do ®Æc ®iÓm kÕt cÊu nµy nªn c¸c trô pin c«ng t¸c ®éc lËp…®Ëp
cã thÓ thÝch øng víi sù lón kh«ng ®Òu trong mét ph¹m vi nhÊt ®Þnh. V× vËy yªu cÇu ®èi
víi nÒn cña ®Ëp to ®Çu thÊp h¬n so víi c¸c lo¹i ®Ëp b¶n tùa kh¸c.
Dùa vµo h×nh thøc trô cã thÓ chia ®Ëp to ®Çu thµnh 2 lo¹i: §Ëp cã trô pin ®¬n
(h×nh 4-2) vµ lo¹i cã trô pin kÐp. H×nh thøc trô ®¬n gåm lo¹i I, II (xem h×nh 4-3) h×nh
_______________________________________________________________________________________________________________________________________
www.vncold.vn Hội Đập lớn và Phát triển nguồn nước Việt Nam
- 4. 154 sæ tay KTTL * PhÇn 2 - c«ng tr×nh thñy lîi * TËp 2
thøc trô kÐp gåm 2 lo¹i III vµ IV (h×nh 4-3), lo¹i II, IV phÇn cuèi trô më réng khiÕn mÆt
h¹ lu ®Ëp còng lµ mÆt kÝn. H×nh thøc khÐp kÝn nµy cã lîi vÒ mÆt æn ®Þnh híng ngang,
v× vËy ë nh÷ng vïng ®éng nªn chän h×nh thøc nµy.
Chç nèi tiÕp gi÷a bé phËn ®Çu cña c¸c trô pin víi nhau, cã bè trÝ c¸c khe lón vµ c¸c
thiÕt bÞ chèng thÊm, do ®Æc ®iÓm kÕt cÊu nµy nªn c¸c trô pin c«ng t¸c ®éc lËp…®Ëp cã
thÓ thÝch øng víi sù lón kh«ng ®Òu trong mét ph¹m vi nhÊt ®Þnh.
V× vËy yªu cÇu ®èi víi nÒn cña ®Ëp to
®Çu thÊp h¬n so víi c¸c lo¹i ®Ëp tùa b¶n kh¸c.
n
16,76
So s¸nh gi÷a hai h×nh thøc trô ®¬n vµ trô 1
kÐp vÒ c¸c mÆt bè trÝ, cÊu t¹o, sö dông vµ thi 2
H
3
c«ng, ta thÊy:
.v
81,50
19,41
- Dïng trô kÐp, chiÒu réng mçi ®o¹n ®Ëp 1,83
t¬ng ®èi lín, do ®ã sè lîng c¸c ®o¹n ®Ëp so
víi h×nh thøc trô ®¬n Ýt h¬n, gi¶m ®îc sè
10
ld :4
lîng c¸c khe nèi co gi∙n, chèng thÊm.
A 81,54 A
- Dïng trô kÐp tiÖn cho viÖc bè trÝ c¸c
A-A
®êng èng ¸p lùc, c¸c ®êng èng dÉn dßng 4,42
1,83 1,83
co
10,49
18,3
t¹m thêi vµ c¸c ®êng èng x¶ lò vÜnh cöu ë
trong th©n trô. 1,83 1,83 3,05
0,84
18,9
- ë nh÷ng mÆt c¾t ngang cã ®é dèc lín, 98°
3,05
dïng lo¹i trô ®¬n thÝch hîp h¬n, v× nÕu dïng 2,13
H×nh 3-2. §Ëp to ®Çu cã trô pin ®¬n
2,29
n
lo¹i trô kÐp, do ®Þa h×nh dèc, cao tr×nh ë hai
ch©n trô kÐp chªnh lÖch nhiÒu, khèi lîng ®µo 1- nhùa ®êng chèng thÊm cã bè trÝ èng
dÉn h¬i nãng; 2- tÊm ®èng ch¾n níc;
bãc mãng vµ bª t«ng còng t¨ng, bè trÝ kh«ng
.v
3- s¬ ®å ph©n bè ¸p lùc thÊm trªn nÒn
thuËn tiÖn. ®Ëp khi kh«ng cã thiÕt bÞ tho¸t níc.
- Do trô ®¬n t¬ng ®èi dµy nªn cã thÓ sö
dông thªm ®¸ héc, gi¶m bít khèi lîng bª t«ng, ngoµi ra trô pin ®¬n cã kÕt cÊu ®¬n
w
gi¶n v¸n khu«n sö dông Ýt, thi c«ng dÔ, nhanh.
- NÕu dïng h×nh thøc khÐp kÝn ë mÆt h¹ lu trô th× lo¹i trô ®¬n còng thêng tho¶
m∙n yªu cÇu æn ®Þnh híng ngang, ngoµi ra tr¹ng th¸i øng suÊt ë phÇn ®Çu trô pin ®¬n
w
tèt h¬n trô kÐp, lo¹i trô kÐp thêng ph¸t sinh øng suÊt kÐo ë vÞ trÝ gi÷a ®Çu trô.
I) II) III) IV)
w
H×nh 4-3. C¸c h×nh thøc b¶n tùa cña ®Ëp to ®Çu
_______________________________________________________________________________________________________________________________________
www.vncold.vn Hội Đập lớn và Phát triển nguồn nước Việt Nam
- 5. A - §Ëp bª t«ng vµ bª t«ng cèt thÐp 155
VÒ h×nh thøc vµ tÝnh chÊt kÕt cÊu, ®Ëp to ®Çu lµ lo¹i ®Ëp trung gian gi÷a ®Ëp träng
lùc vµ ®Ëp cã kÕt cÊu nhÑ (®Ëp b¶n ph¼ng, ®Ëp liªn vßm). §Ëp to ®Çu cã u ®iÓm cña c¶
hai lo¹i Êy:
a) So víi ®Ëp träng lùc, ®Ëp to ®Çu tiÕt kiÖm ®îc nhiÒu bª t«ng. §Ëp cµng cao,
khèi lîng bª t«ng tiÕt kiÖm ®îc cµng nhiÒu. §Ëp cao 40m cã thÓ tiÕt kiÖm ®îc 30%,
®Ëp cao 100m cã thÓ tiÕt kiÖm ®îc 40%. Tuy nhiªn ®Ëp to ®Çu thi c«ng phøc t¹p. Hµm
lîng xi m¨ng trong mçi mÐt khèi bª t«ng nhiÒu h¬n, gi¸ thµnh ®¬n vÞ bª t«ng t¨ng tõ
2¸ 5% nhng tæng gi¸ thµnh vÉn rÎ h¬n.
n
b) So víi ®Ëp liªn vßm vµ ®Ëp b¶n ph¼ng, nÕu cïng cã chiÒu cao 80m, ®Ëp liªn
vßm vµ ®Ëp b¶n ph¼ng cã thÓ tiÕt kiÖm h¬n ®Ëp to ®Çu kho¶ng 5% khèi lîng bª t«ng.
.v
Nhng hai lo¹i ®Ëp nµy thi c«ng phøc t¹p, cèt thÐp dïng nhiÒu (25 ¸30kg/m3). Cßn ë
®Ëp to ®Çu chØ cÇn ®Æt cèt thÐp ë phÇn ®Çu vµ xung quanh c¸c lç, c¸c bé phËn kh¸c
kh«ng cÇn bè trÝ cèt thÐp chÞu lùc. Hµm lîng cèt thÐp kh«ng vît qu¸ 2 ¸3kg/m3.
ld
c) Do c¸c trô lµm viÖc ®éc lËp, nªn cã thÓ thÝch øng víi sù lón kh«ng ®Òu trong
mét ph¹m vi nhÊt ®Þnh. Yªu cÇu vÒ nÒn thÊp h¬n so víi c¸c lo¹i ®Ëp b¶n tùa kh¸c.
d) So víi ®Ëp b¶n ph¼ng vµ ®Ëp liªn vßm, c¸c kÕt cÊu cña ®Ëp to ®Çu dµy h¬n, nªn
co
kh¶ n¨ng chèng thÊm tèt h¬n, mÆt kh¸c cã thÓ ch«n thªm nhiÒu ®¸ héc vµo trô h¬n.
2. Bè trÝ ®Ëp
§êng trôc ®Ëp ®Çu to thêng bè trÝ theo mét ®êng th¼ng. Nhng trong trêng
hîp ®Æc biÖt, nh cÇn ph¶i më réng chiÒu dµi phÇn trµn hoÆc do ®iÒu kiÖn ®Þa chÊt yªu
n
cÇu, còng cã thÓ bè trÝ thµnh ®êng cong.
ë hai bªn bê, chiÒu cao ®Ëp thÊp, thêng dïng h×nh thøc ®Ëp träng lùc ®Ó nèi tiÕp
.v
víi bê.
Bè trÝ phÇn trµn cña ®Ëp to ®Çu vÒ nguyªn t¾c còng gièng nh ®Ëp träng lùc. Lu
lîng trµn trªn mét ®¬n vÞ chiÒu dµi còng chän nh ®Ëp träng lùc. Nhng do m¸i h¹ lu
w
cña ®Ëp to ®Çu dèc h¬n ®Ëp träng lùc nªn cÇn chó ý chän m¸i dèc vµ h×nh d¹ng ®Ëp trµn
phï hîp víi ®iÒu kiÖn thñy lùc. ChiÒu réng cña c¸c lç trµn ph¶i t¬ng øng víi chiÒu
réng cña mçi ®o¹n ®Ëp. NÕu lç trµn n»m trªn hai trô th× kÕt cÊu cña c¸c khe nèi, thiÕt bÞ
w
chèng thÊm sÏ phøc t¹p vµ ¶nh hëng kh«ng lîi ®èi víi tr¹ng th¸i øng suÊt cña phÇn
®Çu trô.
w
II. X¸c ®Þnh c¸c kÝch th-íc c¬ b¶n cña ®Ëp to ®Çu
1. KÝch thíc c¬ b¶n
C¸c kÝch thíc c¬ b¶n cña ®Ëp to ®Çu gåm: kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c trô tøc chiÒu
réng mçi ®o¹n ®Ëp; ®é dèc cña m¸i thîng, h¹ lu, chiÒu dµy trô, h×nh thøc vµ kÝch
thíc phÇn ®Çu trô.
C¸c kÝch thíc c¬ b¶n cña ®Ëp ph¶i tho∙ m∙n c¸c yªu cÇu vÒ æn ®Þnh, cêng ®é
thi c«ng, qu¶n lý vµ kinh tÕ.
_______________________________________________________________________________________________________________________________________
www.vncold.vn Hội Đập lớn và Phát triển nguồn nước Việt Nam
- 6. 156 sæ tay KTTL * PhÇn 2 - c«ng tr×nh thñy lîi * TËp 2
a) Kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c trô pin
Khi x¸c ®Þnh kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c trô, cÇn ph¶i dùa vµo sù bè trÝ c¸c c«ng tr×nh
®Çu mèi, h×nh thøc trô (®¬n, kÐp) chiÒu cao cña ®Ëp vµ c¸c ®iÒu kiÖn thi c«ng, qu¶n lý
so s¸nh mµ chän. NÕu kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c trô lín, sè lîng trô gi¶m, chiÒu dµy trô
t¨ng lªn, thi c«ng dÔ. Nhng nÕu dµy qu¸, sù to¶ nhiÖt cña bª t«ng trong khi thi c«ng sÏ
khã kh¨n, cã thÓ sinh ra øng suÊt nhiÖt.
Theo kinh nghiÖm c¸c níc, nÕu dïng trô kÐp, kho¶ng c¸ch gi÷a hai trô (chiÒu
réng mçi ®o¹n ®Ëp) tõ 15¸26m, thêng dïng tõ 18 ¸ 22m. NÕu dïng h×nh thøc trô ®¬n,
n
kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c trô tõ 10 ¸20m, thêng dïng tõ 12 ¸18m (xem b¶ng 4-1). HiÖn
nay cã khuynh híng dïng kho¶ng c¸ch nµy t¬ng ®èi lín ®Ó tiÖn thi c«ng.
.v
B¶ng 4-1. T¬ng quan gi÷a chiÒu cao ®Ëp vµ kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c trô
ChiÒu cao ®Ëp (m) Kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c trô (m)
ld
<45 12
45¸60 15
>60 18
co
Khi quyÕt ®Þnh kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c trô cÇn chó ý c¸c ®iÒu kiÖn sau:
- §Ëp cµng cao, chiÒu dµy trô ph¶i cµng lín ®Ó tho¶ m∙n yªu cÇu æn ®Þnh, uèn däc
vµ æn ®Þnh híng ngang. Do ®ã nªn dïng kho¶ng c¸ch lín ®Ó chiÒu dµy trô chèng cã
n
thÓ tho¶ m∙n c¸c ®iÒu kiÖn nµy.
- §èi víi ®Ëp to ®Çu trµn níc, trô pin ph¶i lµm cao h¬n mÆt trµn níc vµ trë
.v
thµnh c¸c trô cña ®Ëp trµn, do ®ã khi x¸c ®Þnh kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c trô cÇn ph¶i xÐt
®Õn kÝch thíc c¸c cöa van.
- §èi víi ®iÒu kiÖn tr¹m thñy ®iÖn sau ®Ëp, cã ®êng èng dÉn níc ®Æt trong th©n
®Ëp, kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c trô pin cÇn ph¶i kÕt hîp kÝch thíc c¸c tæ m¸y.
w
b) M¸i dèc th-îng h¹ l-u
M¸i dèc thîng h¹ lu ®Ëp do ®iÒu kiÖn æn ®Þnh vµ cêng ®é quyÕt ®Þnh, thêng
w
m¸i dèc thîng lu tho¶i sÏ lîi dông ®îc nhiÒu träng lîng níc ®Ó t¨ng æn ®Þnh.
Nhng m¸i thîng lu cµng tho¶i th× mÆt thîng lu cµng dÔ sinh øng suÊt kÐo. V× vËy
khi x¸c ®Þnh ®é dèc m¸i thîng h¹ lu, nÕu øng suÊt ë m¸i thîng lu ®∙ ®¹t yªu cÇu
w
(kh«ng sinh øng suÊt kÐo hoÆc øng suÊt kÐo rÊt nhá) th× cÇn ph¶i tËn lîng chän m¸i
thîng lu cã ®é dèc tho¶i ®Ó t¨ng æn ®Þnh, gi¶m bít khèi lîng c«ng tr×nh.
Khi m¸i dèc thîng h¹ lu gièng nhau, nÕu chiÒu cao ®Ëp kh¸c nhau th× hÖ sè an
toµn æn ®Þnh chèng trît Kc vµ trÞ sè øng suÊt ph¸p sy ë mÆt thîng lu còng kh¸c nhau
(xem b¶ng 4-2). §Ëp cµng thÊp, hÖ sè æn ®Þnh Kc cµng lín, øng suÊt cµng nhá. Víi ®Ëp
cao, m¸i thîng lu cã thÓ lµm theo nhiÒu ®é dèc kh¸c nhau, phÇn trªn dèc, phÇn díi
tho¶i h¬n, tuy cã phiÒn phøc cho thi c«ng nhng sÏ gi¶m ®îc khèi lîng bª t«ng.
_______________________________________________________________________________________________________________________________________
www.vncold.vn Hội Đập lớn và Phát triển nguồn nước Việt Nam
- 7. A - §Ëp bª t«ng vµ bª t«ng cèt thÐp 157
B¶ng 4-2. Mèi quan hÖ gi÷a chiÒu cao ®Ëp, hÖ sè æn ®Þnh trît vµ øng suÊt ph¸p
ChiÒu cao ®Ëp (m) 10 20 30 40 60 80
HÖ sè æn ®Þnh chèng trît Kc 1,15 1,10 1,10 1,10 1,07 1,01
øng suÊt ph¸p sy nhá nhÊt (hå ®Çy níc) 10 N/m
5 2 0,13 0,46 0,63 1,21 1,91 2,72
M¸i dèc thîng, h¹ lu thêng lÊy kho¶ng 1: 0,5. §èi víi ®Ëp trµn níc, khi chän
m¸i h¹ lu cÇn lu ý ®Õn yªu cÇu thñy lùc cña dßng ch¶y.
c) H×nh thøc, kÝch th-íc phÇn ®Çu trô vµ chiÒu dµi trô
n
Khi chän h×nh thøc phÇn ®Çu trô, cÇn xÐt ®Õn tr¹ng th¸i øng suÊt vµ ®iÒu kiÖn thi
c«ng. §Çu trô thêng gåm 3 lo¹i: ®Çu trßn, ®Çu ph¼ng, vµ ®Çu ®a gi¸c låi (h×nh 4-4).
.v
Lo¹i trô ®Çu trßn, lo¹i nµy cã tr¹ng th¸i øng suÊt tèt.
MÆt ch¾n níc kh«ng sinh øng suÊt kÐo, nhng a) b) c)
thi c«ng phøc t¹p. Thêng dïng cho lo¹i trô ®¬n.
ld
Lo¹i ®Çu ph¼ng, thi c«ng dÔ, nhng mÆt
thîng lu hay sinh øng suÊt kÐo, cã thÓ lµm
nøt nÎ trô, thêng Ýt ®îc dïng.
Lo¹i ®a gi¸c låi, cã nh÷ng u ®iÓm cña c¶
co
hai lo¹i trªn. H×nh thøc nµy ®îc dïng nhiÒu
nhÊt. Lo¹i nµy còng thÝch hîp víi trô kÐp.
T×nh h×nh ph©n bè øng suÊt ë phÇn ®Çu trô H×nh 4-4. C¸c h×nh thøc ®Çu
kh«ng nh÷ng cã quan hÖ chÆt chÏ tíi h×nh d¹ng cña ®Ëp to ®Çu
n
phÇn ®Çu trô mµ cßn liªn quan tíi vÞ trÝ vËt ch¾n
níc, kÝch thíc thuéc phÇn ®Çu trô.
.v
MÆt ch¾n níc (tøc phÇn ®Çu trô) tèt nhÊt nªn lµm theo h×nh thøc trªn. NÕu dïng
h×nh thøc ®a gi¸c låi th× c¸c ®êng biªn ph¶i ngo¹i tiÕp víi cung trßn ®Ó øng suÊt ®Çu
trô sÏ ph©n bè kh«ng kh¸c nhiÒu so víi h×nh thøc trßn. B¸n kÝnh cong trßn R=(0,6
w
¸0,9)B, B lµ bÒ réng cña mÆt ch¾n níc. NÕu b¸n kÝnh R qu¸ lín (tøc ®é cong nhá) sÏ
kh«ng lîi dông ®îc nhiÒu t¸c dông cña ¸p lùc níc bªn ®Ó gi¶m øng suÊt kÐo.
MÆt kh«ng tiÕp xóc víi níc cña bé phËn ®Çu nªn cè g¾ng bè trÝ phï hîp ®êng
w
quü tÝch cña øng suÊt chÝnh.
VÞ trÝ vËt ch¾n níc còng ¶nh hëng ®Õn øng suÊt phÇn ®Çu trô. NÕu vËt ch¾n
níc (gi÷a hai ®Çu trô) bè trÝ lui vÒ phÝa h¹ lu, ¸p lùc níc bªn t¨ng lªn, sÏ lµm gi¶m
w
øng suÊt kÐo ë bªn trong. Kho¶ng c¸ch tõ vËt ch¾n níc ®Õn mÆt thîng lu d thêng
B
lÊy b»ng d = .
4
BÒ dµy phÇn ®Çu trô D = 0,8B (h×nh 4-5).
BÒ dµy trô b vµ bÒ réng mÆt ch¾n níc B kh«ng nªn chªnh lÖch nhau qu¸ nhiÒu,
æ1 1 ö
thêng dïng b = ç ¸ ÷ B . ChiÒu dµy nµy thêng thay ®æi theo chiÒu cao ®Ëp - ®Ønh
è 4 2,5 ø
_______________________________________________________________________________________________________________________________________
www.vncold.vn Hội Đập lớn và Phát triển nguồn nước Việt Nam
- 8. 158 sæ tay KTTL * PhÇn 2 - c«ng tr×nh thñy lîi * TËp 2
trô máng, ch©n trô dµy. Nhng ®Ó tháa m∙n ®iÒu kiÖn kÕt cÊu, æn ®Þnh, thi c«ng, chiÒu
dµy nhá nhÊt cña trô thêng kh«ng nhá h¬n tõ 2 ¸ 2,5m. Riªng ®èi víi nh÷ng ®Ëp thÊp,
cã thÓ nhá h¬n.
d B/2
a
B
B3 B3
b
D
c T1
n
l
b
T2
R
T3
.v
B4
R B5
b/2 B1 B2 B1
ld
H×nh 4-5. Bé phËn ®Çu H×nh 4-6. Bé phËn ®Çu cña ®Ëp to
cña trô ®¬n ®Çu cã trô pin kÐp
PhÇn ®Çu cña trô kÐp thêng dïng h×nh thøc ®a gi¸c låi (h×nh 4-6). KÝch thíc
co
phÇn ®Çu trô kÐp, theo kinh nghiÖm vµ tµi liÖu thùc nghiÖm, thêng chän nh sau:
T1 = 1,5 ~ 3,0(m)
T2 = (0,07 ~ 0,09)H (m)
B1 = (0,04 ~ 0,05)H (m)
n
T3 = 5 ~ 7 (m)
B2 = 6 ~ 8 (m)
.v
trong ®ã H- cét níc tríc ®Ëp.
ThÝ nghiÖm cho biÕt mÆt kh«ng tiÕp xóc víi níc cña phÇn ®Çu trô kÐp thêng
xuÊt hiÖn øng suÊt kÐo, trÞ sè øng suÊt kÐo phô thuéc vµo c¸c yÕu tè sau:
w
- ChiÒu dµy t¸c dông l cña ¸p lùc níc bªn.
- BÒ dµy phÇn ®Çu.
- Kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c trô.
w
- §é cong cña mÆt kh«ng tiÕp xóc víi níc cña phÇn ®Çu trô.
Ba nh©n tè ®Çu cã ¶nh hëng rÊt lín. BÒ dµy bé phËn ®Çu trô kh«ng ®îc nhá h¬n
5% cét níc v× nh vËy øng suÊt kÐo sÏ t¨ng rÊt nhanh. ¸p lùc bªn còng cã t¸c dông
w
lµm gi¶m thËm chÝ cã thÓ lµm triÖt tiªu øng suÊt kÐo trong phÇn ®Çu trô.VËt ch¾n níc
®Æt lïi vÒ phÝa sau th× cã lîi v× t¨ng ®îc chiÒu dµi t¸c dông cña níc bªn.
2. Ph¬ng ph¸p x¸c ®Þnh kÝch thíc c¬ b¶n
§Ó x¸c ®Þnh ®îc c¸c kÝch thíc c¬ b¶n cña ®Ëp to ®Çu ph¶i dùa vµo c¸c yªu cÇu
vÒ æn ®Þnh cêng ®é, kinh tÕ. Tõ ®ã ®Þnh ®îc kÝch thíc cña mÆt c¾t c¬ b¶n (thêng cã
d¹ng h×nh tam gi¸c). Sau ®ã kÕt hîp víi c¸c ®iÒu kiÖn kh¸c nh bè trÝ c«ng tr×nh, qu¶n
lý, vËn hµnh (cÇu giao th«ng, cÇu c«ng t¸c), yªu cÇu vÒ thi c«ng, mü quan... quyÕt ®Þnh
_______________________________________________________________________________________________________________________________________
www.vncold.vn Hội Đập lớn và Phát triển nguồn nước Việt Nam
- 9. A - §Ëp bª t«ng vµ bª t«ng cèt thÐp 159
chän ra kÝch thíc cña mÆt c¾t thùc dông. Sau ®ã tiÕn O
hµnh tÝnh to¸n, kiÓm tra l¹i ®iÒu kiÖn æn ®Þnh, cêng ®é.
W3
Khi x¸c ®Þnh c¸c kÝch thíc mÆt c¾t cã thÓ tiÕn hµnh theo
c¸c bíc sau:
n
h
1:
1:
Tham kh¶o b¶ng 4-1, s¬ bé ®Þnh ra bÒ réng cña b¶n P
m
W1 W2
ch¾n níc B (kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c trô). Cã khi ph¶i
chän ra mét sè bÒ réng B (h×nh 4-7).
A B
Gi¶ ®Þnh trô lµ mét h×nh tam gi¸c cã bÒ dµy kh«ng
W4
®æi, ®é dµy nµy lÊy b»ng ®é dµy trung b×nh b0 cña trô. Gäi
n
a (m+n)h
B
S = , trÞ sè S cã thÓ tra ë b¶ng kinh nghiÖm (b¶ng 4-3).
o
B
b
b0
.v
Theo kinh nghiÖm ®Ëp cµng cao, S cµng lín. H×nh 4-7
B¶ng 4-3. T¬ng quan gi÷a chiÒu cao ®Ëp vµ trÞ sè S
ld
ChiÒu cao ®Ëp (m) 40 60 80 ~100 100
B
S= 1,4~1,6 1,6~1,8 1,8~2,0 2,0~2,4
co
b0
Dùa vµo b¶ng 4-3, chän ra vµi trÞ sè S ®Ó tiÕn hµnh tÝnh to¸n so s¸nh. Mçi trÞ sè S
sÏ cã mét cÆp ®é dèc m¸i thîng, h¹ lu n, m kh¸c nhau.
Dùa vµo ®iÒu kiÖn æn ®Þnh vµ cêng ®é, øng víi mçi trÞ sè S, ta sÏ t×m ®îc mét
n
cÆp m, n. §iÒu kiÖn æn ®Þnh chèng trît:
få W
³ [Kc ]
.v
Kc = (4-1)
åP
trong ®ã:
Kc - hÖ sè an toµn chèng trît;
w
f - hÖ sè ma s¸t;
SW- tæng c¸c lùc th¼ng ®øng;
SP- tæng c¸c lùc n»m ngang.
w
§iÒu kiÖn cêng ®é: Yªu cÇu øng suÊt chÝnh ë mÆt thîng lu ³ 0 (tøc kh«ng
sinh øng suÊt kÐo):
w
s'2 = (1 + n 2 )s'y - s1n 2 ³ 0
'
trong ®ã:
s2’, s’1 - øng suÊt chÝnh ë mÆt thîng lu;
s 1 = g.h ; g - träng lîng riªng cña níc; h- chiÒu s©u níc thîng lu (tÝnh
'
®Õn ®iÓm tÝnh to¸n);
s’y - øng suÊt theo ph¬ng th¼ng ®øng ë mÆt thîng lu tÝnh theo c«ng thøc
nÐn lÖch t©m.
_______________________________________________________________________________________________________________________________________
www.vncold.vn Hội Đập lớn và Phát triển nguồn nước Việt Nam
- 10. 160 sæ tay KTTL * PhÇn 2 - c«ng tr×nh thñy lîi * TËp 2
TÝnh víi nhiÒu trÞ sè cña S, B ta sÏ chän ®îc mét cÆp m, n tho¶ m∙n ®iÒu kiÖn æn
®Þnh, cêng ®é vµ cho ta thÓ tÝch trô nhá nhÊt (kinh tÕ nhÊt).
§em trô cã bÒ dµy b×nh qu©n chuyÓn thµnh mÆt c¾t thùc tÕ, sao cho tæng thÓ tÝch
vÉn kh«ng ®æi.
KÝch thíc mÆt c¾t lÊy ph¶i chiÕu cè ®Õn c¸c ®iÒu kiÖn bè trÝ c«ng tr×nh, vËn
hµnh, qu¶n lý, thi c«ng, mü quan...
Cã thÓ tham kh¶o c¸c c«ng tr×nh s½n cã hoÆc lÊy theo kinh nghiÖm.
n
III. TÝnh to¸n æn ®Þnh vµ c-êng ®é chèng tr-ît
1. TÝnh to¸n æn ®Þnh chèng trît
.v
TÝnh to¸n æn ®Þnh chèng trît cho trô pin ®Ëp trô chèng gièng nh ®Ëp träng lùc.
Cã nhiÒu c«ng thøc tÝnh to¸n, cã c«ng thøc chØ xÐt ®Õn lùc ma s¸t, cã c«ng thøc cßn xÐt
thªm lùc dÝnh kÕt ®¬n vÞ gi÷a bª t«ng vµ ®¸ nÒn C.
ld
Theo N.P. R«zan«p nÕu tÝnh theo c«ng thøc ma s¸t kh«ng xÐt ®Õn C th× hÖ sè an
toµn æn ®Þnh Kc cã thÓ lÊy nhá, v× bá qua lùc dÝnh kÕt gi÷a bª t«ng vµ ®¸ nÒn vµ bá qua
t¸c dông cña ch©n r¨ng trô. Trong cuèn "§Ëp trô chèng" N.P.R«zanèp ®∙ nªu: §èi víi
®Ëp liªn vßm, ®Ëp h×nh cÇu mµ phÇn ch©n vßm ngµm chÆt vµo trô th× Kc =0,6 ~ 0,75 cho
co
®Õn giíi h¹n 0,8 ~ 0,85. §èi víi ®Ëp vßm mµ phÇn ch©n vßm cã bè trÝ khíp nèi c¸ch
biÖt víi trô th× hÖ sè Kc nªn lÊy gièng nh ®Ëp b¶n ph¼ng kiÓu b¶n ch¾n níc kh«ng
liªn tôc. §èi víi ®Ëp to ®Çu, Kc cã thÓ lÊy to h¬n 1 chót v× xÐt ®Õn c¸c ®o¹n ®Ëp lµm
viÖc ®éc lËp víi nhau.
n
2. TÝnh to¸n æn ®Þnh uèn däc
Trô lµ mét b¶n máng chÞu nÐn mét phÝa. Khi lùc t¸c dông vuît qu¸ mét giíi h¹n
.v
nµo ®ã th× tuú øng suÊt bªn trong trô, theo tÝnh to¸n cha vît qu¸ cêng ®é ph¸ ho¹i
cña vËt liÖu, nhng trô vÉn cã thÓ bÞ ph¸ ho¹i v× mÊt æn ®Þnh. Do ®ã ngoµi viÖc kiÓm tra
cêng ®é cßn ph¶i kiÓm tra æn ®Þnh uèn däc cña trô. Trô cµng cao, vÊn ®Ò æn ®Þnh uèn
w
däc cµng quan träng. §Ó t¨ng æn ®Þnh uèn däc, cã thÓ dïng biÖn ph¸p nh t¨ng bÒ dµy
trô hoÆc dïng trô kÐp. HiÖn nay thêng dïng c¸c biÖn ph¸p gÇn ®óng ®Ó tÝnh æn ®Þnh
uèn däc cña trô nh ph¬ng ph¸p ¥le vµ ph¬ng ph¸p n¨ng lîng. C¸c ph¬ng ph¸p
w
nµy ®Òu bá qua t¸c dông chØnh thÓ cña trô.
C¾t trô thµnh c¸c b¨ng song song víi mÆt h¹ lu ®Ó tÝnh to¸n, nh vËy lµ thiªn vÒ
an toµn. ViÖc tÝnh to¸n æn ®Þnh uèn däc cã xÐt ®Õn t¸c dông chØnh thÓ cña trô vµ lµ mét
w
vÊn ®Ò cÇn ®îc nghiªn cøu gi¶i quyÕt.
a) Ph-¬ng ph¸p ¥le
Gi¶ thiÕt c¬ b¶n: bá qua t¸c dông chØnh thÓ cña trô, c¾t c¸c b¨ng trô song song víi
mÆt h¹ lu ®Ó tÝnh to¸n. Coi thanh cã ®é dµy kh«ng ®æi, lÊy b»ng ®é dµy trung b×nh, vµ
gi¶ ®Þnh toµn bé t¶i träng ®Òu tËp trung lªn ®Ønh thanh trô.
Dùa vµo ph¬ng tr×nh vi ph©n c¬ b¶n cña thanh uèn däc ta t×m ®îc t¶i träng giíi
h¹n:
_______________________________________________________________________________________________________________________________________
www.vncold.vn Hội Đập lớn và Phát triển nguồn nước Việt Nam
- 11. A - §Ëp bª t«ng vµ bª t«ng cèt thÐp 161
EJ
Q Kp = (4-2)
4L2
trong ®ã:
L - chiÒu dµi cña thanh;
E - m« ®un ®µn håi cña thanh;
J - m« men qu¸n tÝnh cña thanh.
HÖ sè an toµn æn ®Þnh uèn däc:
Q Kp
n
h= ³ bK (4-3)
N1'H bd cp
'
trong ®ã:
.v
N1H” - øng suÊt chÝnh trªn mÆt h¹ lu ë ch©n ®Ëp;
b - bÒ réng cña thanh;
dcp- bÒ dµy trung b×nh cña thanh;
ld
K - hÖ sè an toµn cña bª t«ng khi bª t«ng ®¹t ®Õn cêng ®é chÞu nÐn cùc h¹n,
K ®îc tra trong quy ph¹m;
b - hÖ sè xÐt ®Õn ®é cha chÝnh x¸c cña ph¬ng ph¸p tÝnh to¸n b = 0,5 ¸ 0,8.
co
Chän trÞ sè cña b dùa vµo chÊt lîng ®¸, chiÒu s©u trô c¾m s©u vµo nÒn. NÒn tèt
lÊy b nhá.
dB qB X
n
d
qx
.v L
dx qx
L
1
b=
x
w
dH Y
qH
1
dX
w
H×nh 4-8. S¬ ®å tÝnh to¸n æn ®Þnh uèn däc
Ph¬ng ph¸p ¥le dùa vµo nh÷ng gi¶ thiÕt trªn nªn qu¸ thiªn vÒ an toµn, thêng
w
chØ dïng trong bíc thiÕt kÕ s¬ bé.
b) Ph-¬ng ph¸p n¨ng l-îng
C¸c gi¶ thiÕt c¬ b¶n cña ph¬ng ph¸p n¨ng lîng bá qua t¸c dông chØnh thÓ cña
trô pin, c¾t thµnh nh÷ng b¨ng song song víi mÆt h¹ lu ®Ó tÝnh to¸n t¶i träng nÐn ph©n
bè kh«ng ®Òu, t¨ng dÇn theo quy luËt ®êng th¼ng. S¬ ®å tÝnh to¸n nh h×nh vÏ.
Theo s¬ ®å tÝnh to¸n nµy dx, qx lÇn lît lµ chiÒu dµy vµ lùc t¸c dông theo ph¬ng
th¼ng ®øng ë vÞ trÝ c¸ch mÆt nÒn mét ®o¹n X.
_______________________________________________________________________________________________________________________________________
www.vncold.vn Hội Đập lớn và Phát triển nguồn nước Việt Nam
- 12. 162 sæ tay KTTL * PhÇn 2 - c«ng tr×nh thñy lîi * TËp 2
Nguyªn lý c¬ b¶n cña ph¬ng ph¸p n¨ng lîng lµ khi trô h¬i bÞ biÕn h×nh mét
chót th× n¨ng lîng biÕn h×nh sÏ t¨ng lªn. Tøc lµ n¨ng lîng Ðp co sÏ t¨ng thªm mét
lîng lµ V - VÞ n¨ng uèn. Do ®é lÖch biÕn h×nh rÊt nhá, cã thÓ coi n¨ng lîng Ðp co
kh«ng thay ®æi. Khi thanh bÞ uèn, t¶i träng t¸c dông sÏ gi¶m, thÕ n¨ng bÞ gi¶m. Gäi T lµ
thÕ n¨ng gi¶m ®i. NÕu V>T th× thanh æn ®Þnh. V=T thanh ë tr¹ng th¸i c©n b»ng.
Dùa vµo quan hÖ nµy ®Ó t×m ra t¶i träng giíi h¹n.
§èi víi c¸c thanh kh«ng cã t¶i träng tËp trung ë ®Ønh, cã thÓ dïng c¸c biÓu ®å ®Ó
tra. Qu¸ tr×nh tÝnh to¸n nh sau:
n
Tríc hÕt t×m ph¬ng tr×nh ®êng cong ®µn håi cña thanh khi thanh bÞ biÕn h×nh
lÖch rÊt nhá: y
.v
æ px ö æ 3px ö dB qB
Y = a1 ç1 - cos ÷ + a 2 ç1 - cos ÷ (4-4) Dq= qH - qB
è 2L ø è 2L ø qx qx
Dq
L x=
Ph¬ng tr×nh nµy tho¶ m∙n ®iÒu kiÖn biªn: qB
x=3
.0
ld
25.0 x
x = 2.5
Khi x = L y=d v = dH
d .0
dH qH B x=2
x=0 y = 0, y’ = 0 x = 1.5
Sau khi biÕt ®îc ®êng cong ®µn håi,
co
20.0 x = 1.5
ta sÏ t×m ®îc phÇn thÕ n¨ng bÞ gi¶m T vµ
x = 0.5
phÇn vÞ n¨ng uèn t¨ng thªm V cña thanh.
L X
1 x = 0.0
T = ò q x .d x ò ( y' ) 2 dx 15.0
0 2
n
0
EL
V = ò J x ( y" )2 dx
.v
20 10.0
trong ®ã:
L-X Q kp = y EJcp
q x = q B + Dq l2
w
L
5.0
1 1.0 2.0 3.0 4.0 q
J x = bdx 3
12 H×nh 4-9. §êng quan hÖ Y = Y(x, q)
w
Dq = q H - q B vµ b= 1.
Cho T = V ta sÏ t×m ®îc t¶i träng giíi h¹n:
w
EJ cp
Qkp = y (4-5)
L2
TrÞ sè cña Y tra h×nh 4-9, trong ®ã trÞ sè x cã thÓ tÝnh theo c«ng thøc:
4( N"1Hq1 -2 N"1cp )
x= (4-6)
4 N 1'cp - N 1'Hq1
' '
_______________________________________________________________________________________________________________________________________
www.vncold.vn Hội Đập lớn và Phát triển nguồn nước Việt Nam
- 13. A - §Ëp bª t«ng vµ bª t«ng cèt thÐp 163
dH
q1 =
d cp
trong ®ã:
N”1H - øng suÊt chÝnh ë ch©n ®Ëp phÝa h¹ lu;
N”1cp- øng suÊt chÝnh trªn mÆt h¹ lu ë chç cã ®é dµy trung b×nh;
Jcp- m« men qu¸n tÝnh cña mÆt c¾t thanh ë chç cã ®é dµy trung b×nh;
dH- ®é dµy cña ch©n thanh;
dcp- ®é dµy trung b×nh cña thanh.
n
HÖ sè an toµn æn ®Þnh uèn däc:
.v
Q kp
h= "
³ bk (4-7)
N bd H
1H
§èi víi nÒn ®¸ cøng b = 1,0 ¸1,1.
ld
NÒn ®¸ trung b×nh b = 1,2 ¸1,3
NÒn ®¸ xÊu b = 1,5 ¸1,6.
Chó ý: ph¬ng ph¸p trªn chØ thÝch hîp víi nh÷ng thanh ë gÇn mÆt h¹ lu vµ ®ã
co
còng lµ nh÷ng thanh nguy hiÓm nhÊt.
Ph¬ng ph¸p n¨ng lîng t¬ng ®èi chÝnh x¸c, tÝnh to¸n phøc t¹p thêng ®îc dïng
trong giai ®o¹n thiÕt kÕ kü thuËt.
c) TÝnh to¸n æn ®Þnh uèn däc cho trô kÐp D A-B
n
§èi víi trô kÐp, cã thÓ dïng ph¬ng ph¸p B
cña Chu B¸ Ph¬ng, (ViÖn Nghiªn cøu khoa
.v
häc thñy lîi Trung Quèc) ®Ó tÝnh to¸n æn ®Þnh B'
uèn däc.
Nguyªn lý cña ph¬ng ph¸p nµy gièng nh
w
ph¬ng ph¸p cña ¥le.
Sau ®©y xin giíi thiÖu ph¬ng ph¸p nµy:
A' A C
w
Ph¬ng ph¸p cña Chu B¸ Ph¬ng còng bá
qua t¸c dông chØnh thÓ cña trô. C¾t trô thµnh
nh÷ng khung theo ph¬ng ®êng øng suÊt chÝnh H×nh 4-10
w
®Ó tÝnh to¸n (h×nh 4-10).
V× ®é cøng mÆt c¾t CD lín, nªn mÆt nguy hiÓm nhÊt kh«ng ph¶i lµ CD mµ lµ AB
hoÆc A’B’. Ta chuyÓn mÆt c¾t nµy thµnh mét khung cøng cã ®é dµy kh«ng ®æi, chÞu t¶i
träng t¸c dông ë ®Ønh (h×nh 4-11). Gi¶ ®Þnh phÇn ch©n lµ gèi ®ì ®µn håi, hÖ sè biÕn vÞ
gãc ë nÒn lµ a, hÖ sè biÕn vÞ gãc ë ®Ønh lµ b (hÖ sè biÕn vÞ gãc lµ m« men uèn cÇn thiÕt
®Ó sinh biÕn vÞ gãc ®¬n vÞ). Gi¶ ®Þnh nÒn lµ mét khèi ®µn håi b¸n v« h¹n, ¸p dông c«ng
thøc cña V«t:
_______________________________________________________________________________________________________________________________________
www.vncold.vn Hội Đập lớn và Phát triển nguồn nước Việt Nam
- 14. 164 sæ tay KTTL * PhÇn 2 - c«ng tr×nh thñy lîi * TËp 2
Erd2
a= H
5,50
trong ®ã: P P
b
dH - chiÒu dµy ®¸y trô pin;
Er - m«®un ®µn håi cña ®¸,
§èi víi ®¸ tèt Er= (2,0 ¸ 3,0)1010N/m2; x qb
§¸ bÞ nøt nhÑ Er= (1,0 ¸ 2,0) 1010N/m2;
§¸ bÞ nøt nghiªm träng Er= (0,2 ¸ 0,5) 1010N/m2.
n l
TrÞ sè b vÉn cã thÓ tÝnh gÇn ®óng theo c«ng thøc cña
V«t, tuy sai sè t¬ng ®èi lín nhng Ýt ¶nh hëng ®Õn t¶i qa
.v
träng giíi h¹n.
Erd2 Ma
b= B
P M=a qA
5,50 P
ld
A
trong ®ã: H×nh 4-11. S¬ ®å tÝnh
dB - bÒ dµy trô pin; to¸n æn ®Þnh trô kÐp
co
Er - m« ®un ®µn håi cña bª t«ng.
Ph¬ng tr×nh c©n b»ng uèn däc:
d2Y
E.J + P.Y = M a
d2X
n
P d2Y M
§Æt k =2
ta cã 2 + k 2 y = a (4-8)
E.J d X E.J
.v
§iÒu kiÖn biªn:
ady
Khi X = 0, y = 0, = Ma (4-9)
w
dx
b dy
Khi X = 1, = Mb
dx
w
Tõ c«ng thøc (4-8) vµ (4-9) ta sÏ rót ra ®îc ph¬ng tr×nh sau:
æ aö
ç 1 + b ÷ k
w
tgk = è ø = f(k)
EJ a.
(k.) -
2
b. EJ
Dïng ph¬ng ph¸p ®å gi¶i sÏ t×m ra ®îc trÞ sè kl (xem h×nh 4-12). T¶i träng giíi
h¹n sÏ lµ:
EJ
Pkp = (k)2 (4-10)
2
_______________________________________________________________________________________________________________________________________
www.vncold.vn Hội Đập lớn và Phát triển nguồn nước Việt Nam
- 15. A - §Ëp bª t«ng vµ bª t«ng cèt thÐp 165
Mïa hÌ, nhiÖt ®é t¨ng, mÆt thîng lu cña c¸c trô Ðp chÆt vµo nhau, chuyÓn dÞch
híng ngang cña khung bÞ h¹n chÕ, ®é æn ®Þnh t¨ng lªn. Do ®ã kÕt qu¶ tÝnh theo
chuyÓn vÞ ngang tù do lµ thiªn vÒ an toµn.
3. TÝnh to¸n æn ®Þnh híng ngang khi cã ®éng ®Êt
§éng ®Êt cã thÓ ph¸t sinh theo mét ph¬ng bÊt kú. §èi víi ®Ëp trô chèng, ®éng
®Êt theo híng ngang lµ nguy hiÓm nhÊt, v× ®é cøng híng ngang cña trô nhá, khi ®éng
®Êt, cã kh¶ n¨ng sinh céng hëng, ®ång thêi díi t¸c dông cña lùc ®éng ®Êt híng
ngang trô cã thÓ bÞ ®æ hoÆc sinh øng suÊt kÐo t¬ng ®èi lín. Do ®ã ph¶i tiÕn hµnh kiÓm
n
tra æn ®Þnh híng ngang vµ øng suÊt cho trêng hîp cã ®éng ®Êt. Theo ph¬ng tõ
thîng lu vÒ h¹ lu vµ ph¬ng th¼ng ®øng, ®éng ®Êt còng cã thÓ lµm cho øng suÊt th©n
.v
®Ëp t¨ng kho¶ng 10%, nhng v× ®éng ®Êt thuéc nhãm lùc ®Æc biÖt nªn øng suÊt cho
phÐp cã thÓ t¨ng 1/3, do ®ã kh«ng cÇn ph¶i kiÓm tra theo c¸c ph¬ng nµy.
ld
kl
G
y= tan
T
co
p 3p 5p G t
2 2 2
kl
y=
f(kl
n
)
.v
H×nh 4-13. S¬ ®å tÝnh to¸n æn ®Þnh
H×nh 4-12
chèng lËt híng ngang
w
a) TÝnh to¸n æn ®Þnh chèng lËt h-íng ngang (h×nh 4-13)
Díi t¸c dông cña lùc ®éng ®Êt híng ngang, ®Ëp cã thÓ bÞ lËt theo mÐp trô. HÖ
sè æn ®Þnh chèng lËt híng ngang Ko tÝnh theo c«ng thøc:
w
M « men chèng lËt l æ G1 + G 2 ö
K0 = = ç ÷
M« men lËt 2 è T.t ø
w
trong ®ã: G1 - träng lîng b¶n th©n ®Ëp;
G2 - t¶i träng t¸c dông lªn ®Ëp theo ph¬ng th¼ng ®øng;
T - lùc qu¸n tÝnh ®éng ®Êt;
t - c¸nh tay ®ßn cña lùc qu¸n tÝnh ®éng ®Êt.
C«ng thøc trªn cha xÐt ®Õn t¸c dông cña phÇn ch©n trô c¾m s©u vµo nÒn, do ®ã
kÕt qu¶ t×m ®îc thiªn vÒ an toµn, lóc hå kh«ng cã níc, kh¶ n¨ng gÆp ®éng ®Êt Ýt nªn
hÖ sè an toµn cã thÓ h¹ thÊp.
_______________________________________________________________________________________________________________________________________
www.vncold.vn Hội Đập lớn và Phát triển nguồn nước Việt Nam
- 16. 166 sæ tay KTTL * PhÇn 2 - c«ng tr×nh thñy lîi * TËp 2
Trêng hîp hå kh«ng cã níc Ko = 1,1 ¸1,3.
Trêng hîp hå chøa ®Çy níc Ko = 1,4 ¸1,6.
b) TÝnh to¸n chu kú chÊn ®éng tù do cña trô
§Ó tr¸nh céng hëng, thêng yªu cÇu tÇn sè chÊn ®éng tù do cña trô vµ tÇn sè cña
lùc t¸c dông ph¶i chªnh lÖch nhau trªn 20 ¸30%. Víi ®éng ®Êt tõ cÊp 7 trë lªn, chu kú
chÊn ®éng kho¶ng mét gi©y, do ®ã yªu cÇu chu kú chÊn ®éng cña trô pin T £ 0,5 gi©y.
2p
T= (gi©y).
n
w
Trong ®ã w lµ tÇn sè cña chÊn ®éng tù do. HiÖn nay thêng dïng ph¬ng ph¸p
n¨ng lîng ®Ó t×m ra tÇn sè chÊn ®éng tù do cña trô. Ta ®∙ biÕt khi vËt bÞ chÊn ®éng th×
.v
®éng n¨ng K vµ thÕ n¨ng V sÏ lu«n lu«n thay ®æi. Theo ®Þnh luËt b¶o toµn n¨ng lîng,
tæng ®éng n¨ng vµ thÕ n¨ng cña vËt ë bÊt cø mét thêi ®iÓm nµo sÏ kh«ng thay ®æi.
K + V = const.
ld
Khi chÊn ®éng, lóc trô ë c¸ch vÞ trÝ c©n b»ng xa th× ®éng Y
n¨ng b»ng kh«ng vµ thÕ n¨ng ®¹t tíi trÞ sè lín nhÊt. Ngîc l¹i
lóc trô trë vÒ vÞ trÝ c©n b»ng th× thÕ n¨ng b»ng kh«ng, ®éng n¨ng
co
l¹i ®¹t tíi trÞ sè thèng nhÊt (h×nh 4-14), theo ®Þnh luËt b¶o toµn
H
n¨ng lîng, ta cã: Vmax= Kmax. Dùa vµo quan hÖ nµy ta sÏ t×m
®îc tÇn sè cña chÊn ®éng tù do.
ChÊn ®éng cña trô lµ chÊn ®éng h×nh sin cho nªn ®êng
n
cong ®µn håi lóc chÊn ®éng cã d¹ng sau (h×nh 4-14):
y (x.t ) = y (x ) sin wt (4-11)
.v
y(x ) = å a 1 z 1 (x ) X
H×nh 4-14
trong ®ã:
a1 - hÖ sè sÏ x¸c ®Þnh ë phÇn díi;
w
Z1 (x) - hµm sè cña x, tho¶ m∙n ®iÒu kiÖn liªn tôc cña biªn.
Sau khi biÕt ®îc ®êng cong ®µn håi, cã thÓ t×m ra ®îc ®éng n¨ng vµ thÕ n¨ng
w
cña trô trong qu¸ tr×nh chÊn ®éng.
§éng n¨ng:
H H 2 H
1 1 æ dy( x.t ) ö 1 2
÷ dx = w cos wt ò m[y(x )] dx
w
K = ò mv2dx = ò mç 2 2
20 2 0 è dt ø 2 0
H
1 2
w ò m[y(x )] dx
2
K max = (4-12)
2 0
2
1 H M2 1 H é d 2 y(x.t ) ù 1 H
ú dx = = sin wt ò EJ[y" (x)] dx
2 2
ThÕ n¨ng: = ò dx = ò EJ ê 2
2 0 EJ 2 0 ë dx û 2 0
_______________________________________________________________________________________________________________________________________
www.vncold.vn Hội Đập lớn và Phát triển nguồn nước Việt Nam
- 17. A - §Ëp bª t«ng vµ bª t«ng cèt thÐp 167
H
1
EJ[y" ( x )] dx
2ò
2
Vmax = (4-13)
0
Dùa vµo ®Þnh luËt b¶o toµn n¨ng lîng rót ra quan hÖ Vmax= Kmax gi¶i ra ®îc:
h
ò EJ[y' ' (x)]
2
dx
ω2 = h H
(4 - 14)
ò m[y(x)]
2
dx
a
n
Gi¶ ®Þnh sù nèi tiÕp gi÷a ®Ëp víi nÒn lµ liªn kÕt cøng vµ nÒn tuyÖt ®èi cøng th× cã
thÓ dïng cÊp sè díi ®©y ®Ó biÓu thÞ ®êng cong ®µn håi cña trô khi chÊn ®éng:
.v
2 2 2
æ xö xæ xö x2 æ 2ö
Y( x ) = a1 ç1 - ÷ + a 2 ç1 - ÷ + a 3 2 xç1 - ÷ + ... (4 - 15)
è Hø H è Hø H è Hø
NÕu chØ xÐt ®Õn 2 d¹ng chÊn ®éng thø 1 vµ thø 2 th× chØ cÇn ®Õn 2 sè h¹ng ®Çu
ld
cña c«ng thøc (4 -15) ®Ó tÝnh to¸n, sau khi chØnh lý xong ®îc:
ìH é
ï w2 g1 H 4 æ x ö ù üì H
4
ïï æ 3x ö
2
w2 g1 H 2 æ xö
4 ü
ï
í å êJi - Fi ç 1 - ÷ ú Dx ý íå 4J i ç -1 + ÷ - Fi x 2 ç 1 - ÷ Dx ý =
co
ï0 ê 4Eg è H ø ú ïï 0 è 2H ø 4Eg è Hø ï
î ë û þî þ
ìH é æ
ï 3x ö w2 g1H 3 æ xö ù ü
4
ï
= íå ê2J i ç -1 + ÷ - 4Eg Fi x ç 1 - H ÷ ú Dx ý (4 - 16)
ï0 ê è 2H ø è ø ú ï
î ë û þ
n
trong ®ã: H - chiÒu cao ®Ëp;
g 1 - träng lîng riªng cña bª t«ng th©n ®Ëp (N/m3);
.v
Fi - diÖn tÝch ë mÆt c¾t thø i (m2);
Ji - m« men qu¸n tÝnh cña mÆt c¾t i (N/m4);
E - m« ®un ®µn håi cña bª t«ng (N/m2).
w
Gi¶i c«ng thøc (4-16) ta sÏ ®îc 2 tÇn sè w 1 vµ w 2 cña 2 d¹ng chÊn ®éng t¬ng
øng thø 1 vµ thø 2.
NÕu chØ tÝnh to¸n tÇn sè cña chÊn ®éng thø 1, cã thÓ rót sè h¹ng ®Çu cña c«ng
w
thøc (4-15) ®Ó tÝnh to¸n. KÕt qu¶ nh sau:
H
å J DX
w
i
4Eg
w =
2
1
o
(4 - 17)
g1H 4 æ Xö H4
å Fi ç1 - H ÷ DX
o è ø
Víi nh÷ng ®Ëp cao trªn 100m, ngay ®Õn c¶ trô kÐp còng rÊt khã tho¶ m∙n ®iÒu
kiÖn T £ 0,5 gi©y, thêng ®Òu vît qu¸ 1 gi©y. GÇn ®©y cã ngêi cho r»ng ngay b¶n
th©n ®êng cong ®éng ®Êt còng kh«ng cã quy t¾c nµo c¶, kh¶ n¨ng ph¸t sinh céng
hëng rÊt nhá.
_______________________________________________________________________________________________________________________________________
www.vncold.vn Hội Đập lớn và Phát triển nguồn nước Việt Nam
- 18. 168 sæ tay KTTL * PhÇn 2 - c«ng tr×nh thñy lîi * TËp 2
c) TÝnh to¸n øng suÊt ®éng khi cã ®éng ®Êt h-íng ngang
Khi cã ®éng ®Êt híng ngang, trô pin sÏ sinh ra lùc qu¸n tÝnh ®éng ®Êt, lùc nµy
lµm øng suÊt trô thay ®æi. V× vËy khi tÝnh to¸n øng suÊt trô, ta ph¶i xÐt c¶ lo¹i øng suÊt
®éng nµy.
Dùa vµo lùc qu¸n tÝnh ®éng ®Êt dïng c«ng thøc cña kÕt cÊu tÜnh ®Þnh ta sÏ t×m
®îc lo¹i øng suÊt ®éng nµy.
4. Ph©n tÝch øng suÊt cña ®Ëp to ®Çu
Ph©n tÝch øng suÊt cña ®Ëp to ®Çu môc ®Ých chÝnh lµ nghiªn cøu t×m ra trÞ sè vµ
n
t×nh h×nh ph©n bè cña c¸c lo¹i øng suÊt cña tõng ®o¹n ®Ëp (tõng trô mét) díi t¸c dông
cña c¸c lo¹i t¶i träng. Do mçi ®o¹n ®Ëp to ®Çu gåm phÇn ®Çu trô vµ phÇn trô (phÇn trô
thêng lµ mét b¶n h×nh tam gi¸c) t¹o thµnh mét kÕt cÊu liÒn khèi do ®ã muèn ph©n tÝch
.v
øng suÊt cña ®Ëp to ®Çu mét c¸ch chÝnh x¸c th× ph¶i xÐt theo mét bµi to¸n kh«ng gian 3
híng. Nhng v× kÝch thíc mÆt c¾t vµ ®iÒu kiÖn biªn cña t¶i träng ®Ëp to ®Çu t¬ng ®èi
phøc t¹p, dïng to¸n häc ®Ó ph©n tÝch gi¶i bµi to¸n 3 híng sÏ rÊt phiÒn phøc vµ tèn
ld
c«ng. Nªn dïng thÝ nghiÖm m« h×nh cho c¶ mét ®o¹n ®Ëp ®Ó ph©n tÝch øng suÊt lµ
ph¬ng ph¸p tèt nhÊt.
HiÖn nay trong viÖc ph©n tÝch øng suÊt ®Ëp to ®Çu thêng ®a vÒ bµi to¸n ph¼ng
co
®Ó tÝnh to¸n.
a) Ph©n tÝch øng suÊt cña phÇn trô
Ph©n tÝch øng suÊt cña phÇn trô thêng xÐt theo mét mÆt ph¼ng vu«ng gãc víi
trôc ®Ëp. Ph¬ng ph¸p ph©n tÝch øng suÊt cña trô cã rÊt nhiÒu, hiÖn nay thêng dïng 3
ph¬ng ph¸p sau:
n
Ph-¬ng ph¸p hµm sè øng suÊt
.v
Ph¬ng ph¸p nµy thêng dïng nhiÒu nhÊt ®Ó ph©n tÝch øng suÊt cña trô cho c¸c
lo¹i ®Ëp b¶n tùa. Ph¬ng ph¸p nµy chØ dïng cho c¸c trêng hîp kÝch thíc mÆt c¾t vµ
®iÒu kiÖn biªn cña t¶i träng t¬ng ®èi ®¬n gi¶n, vÝ dô nh trô cã d¹ng h×nh tam gi¸c
hoÆc h×nh thang, ®é dµy cña trô biÕn ®æi theo quy luËt ®êng th¼ng tõ ®Ønh xuèng ch©n
w
trô, t¶i träng trªn mÆt trô ph©n bè theo quy luËt ®êng th¼ng... §èi víi ®Ëp to ®Çu, bÒ
dµy cña ®Çu trô lín h¬n nhiÒu so víi c¸c phÇn kh¸c, ®é dèc m¸i thîng vµ h¹ lu l¹i
thêng thay ®æi theo chiÒu cao ®Ëp, tuy cã thÓ dïng ph¬ng ph¸p hµm sè øng suÊt,
w
nhng kÕt qu¶ sÏ cã sai sè nhiÒu so víi thùc tÕ. Do ®ã ph¬ng ph¸p nµy Ýt dïng cho trô
cña ®Ëp b¶n ph¼ng hoÆc ®Ëp liªn vßm (sÏ giíi thiÖu ë phÇn sau).
Ph-¬ng ph¸p ph©n tÝch träng lùc vµ ph-¬ng ph¸p ph©n tÝch träng lùc ®¬n gi¶n
w
TÝnh to¸n ®Ëp to ®Çu theo ph¬ng ph¸p nµy gièng nh cho ®Ëp träng lùc khe rçng.
Ph¬ng ph¸p ph©n tÝch träng lùc, dïng c«ng thøc nÐn lÖnh t©m t×m ra øng suÊt sy ë
biªn. Dùa trªn gi¶ thiÕt c¬ b¶n cña søc bÒn vËt liÖu lµ sy trªn c¸c mÆt c¾t ngang cña trô
ph©n bè theo quy luËt ®êng th¼ng, t×m øng suÊt sy ë c¸c ®iÓm trong th©n ®Ëp. Sau ®ã
dùa vµo ®iÒu kiÖn c©n b»ng tÜnh lùc, t×m ra øng suÊt c¾t t vµ sy tõ ®ã sÏ tÝnh ®îc øng
suÊt chÝnh vµ ph¬ng cña øng suÊt chÝnh ë mçi ®iÓm. Ph¬ng ph¸p nµy cã thÓ xÐt ®Õn
sù biÕn ®æi vÒ bÒ dµy cña trô, nhng khèi lîng tÝnh to¸n t¬ng ®èi lín. Ph¬ng ph¸p
nµy thêng Ýt dïng.
_______________________________________________________________________________________________________________________________________
www.vncold.vn Hội Đập lớn và Phát triển nguồn nước Việt Nam
- 19. A - §Ëp bª t«ng vµ bª t«ng cèt thÐp 169
Ph¬ng ph¸p ph©n tÝch träng lùc ®¬n gi¶n: Theo kÕt qu¶ ph©n tÝch øng suÊt cña
c¸c ph¬ng ph¸p kh¸c th× sx ph©n bè gÇn gièng nh quy luËt ®êng th¼ng, do ®ã
ph¬ng ph¸p nµy coi sx ph©n bè theo quy luËt ®êng th¼ng ®Ó tÝnh to¸n cho c¸c ®iÓm
trong th©n ®Ëp, nh vËy khèi lîng tÝnh to¸n sÏ gi¶m ®i rÊt nhiÒu.
Nh vËy, quy luËt ph©n bè c¸c lo¹i øng suÊt trong th©n trô nh sau:
+ sy, sx ph©n bè theo quy luËt ®êng th¼ng.
+ t ph©n bè theo quy luËt ®êng parab«n.
§óng ra viÖc ph©n tÝch øng suÊt phÇn ®Çu trô lµ thuéc vÒ bµi to¸n kh«ng gian 3
n
chiÒu cña lý thuyÕt ®µn håi, nhng do h×nh d¹ng mÆt c¾t vµ ®iÒu kiÖn biªn cña phÇn ®Çu
trô ®Çu to ®Çu t¬ng ®èi phøc t¹p nªn kh«ng thÓ dïng hµm sè øng suÊt f vµ ph¬ng
.v
tr×nh Djf = 0 cña lý thuyÕt ®µn hå ®Ó trùc tiÕp t×m ra øng suÊt vµ biÕn h×nh cña tõng
®iÓm trong phÇn ®Çu trô ®îc vµ cho ®Õn nay vÉn cha cã mét ph¬ng ph¸p ph©n tÝch
thËt hoµn chØnh vÒ vÊn ®Ò nµy.
ld
Ph¬ng ph¸p ®îc dïng nhiÒu, nhÊt lµ ®èi víi c¸c ®Ëp cao, vÉn lµ ph¬ng ph¸p thÝ
nghiÖm quang ®µn håi. Ngoµi ra, còng cã thÓ dïng ph¬ng ph¸p tÝnh gÇn ®óng, chia
phÇn ®Çu trô thµnh c¸c « líi vµ dïng ph¬ng ph¸p sai
co
a
ph©n cã h¹n ®Ó tÝnh to¸n øng suÊt, øng biÕn vµ biÕn vÞ
cña c¸c ®iÓm trong mÆt ph¼ng tÝnh to¸n. Do h×nh d¹ng
P1
mÆt c¾t vµ ®iÒu kiÖn biªn phøc t¹p nªn ph¬ng ph¸p
A
nµy còng rÊt nhiÒu phiÒn phøc vµ khèi lîng c«ng t¸c
n
còng rÊt lín. HiÖn nay kÕt hîp gi÷a ph¬ng ph¸p sai
b
Pu
ph©n h÷u h¹n vµ ph¬ng ph¸p phÇn tö h÷u h¹n ®∙ gi¶i
quyÕt ®îc nh÷ng bµi to¸n tÝnh øng suÊt, biÕn d¹ng,
.v
G.cosy
biÕn vÞ cã ®iÒu kiÖn biªn phøc t¹p.
c
P2
Mét ph¬ng ph¸p tÝnh gÇn ®óng thêng ®îc
1
dïng trong thiÕt kÕ, nhÊt lµ trong giai ®o¹n thiÕt kÕ s¬
w
bé, lµ coi hai tai cña phÇn ®Çu trô nh kÕt cÊu dÇm
c«ng x«n ®Ó tÝnh to¸n nh s¬ ®å bªn (h×nh 4-15).
Theo s¬ ®å nµy phÇn tai trô sÏ chÞu c¸c lùc t¸c
B
w
dông sau:
- Tæng ¸p lùc níc thîng lu P1 = gH.a
w
- Tæng ¸p lùc níc bªn P2 = gH.b
H×nh 4-15. S¬ ®å tÝnh to¸n
- Tæng ¸p lùc thÊm Pu = 0,5gH.c
phÇn ®Çu trô. 1 - VÞ trÝ tÊm
Thµnh phÇn n»m ngang cña träng lîng b¶n ®ång chèng thÊm
th©n phÇn tai trô G cos y.
trong ®ã: G -träng lîng b¶n th©n tai trô (phÇn c«ng x«n);
y - gãc t¹o bëi m¸i thîng lu víi mÆt ph¼ng n»m ngang;
H - cét níc tÝnh ®Õn mÆt c¾t tÝnh to¸n.
_______________________________________________________________________________________________________________________________________
www.vncold.vn Hội Đập lớn và Phát triển nguồn nước Việt Nam
- 20. 170 sæ tay KTTL * PhÇn 2 - c«ng tr×nh thñy lîi * TËp 2
øng suÊt trªn mÆt c¾t AB cã thÓ tÝnh theo c«ng thøc lÖch t©m, thêng kh«ng cho
phÐp sinh øng suÊt kÐo. Trêng hîp sinh øng suÊt kÐo cã thÓ thay ®æi h×nh d¹ng mÆt c¾t
phÇn ®Çu ®Ó ®iÒu chØnh øng suÊt hoÆc bè trÝ cèt thÐp chÞu lùc.
Muèn tho¶ m∙n ®iÒu nµy tøc lµ trªn mÆt AB kh«ng sinh øng suÊt kÐo th× kÝch
thíc cña bé phËn nµy ph¶i tháa m∙n ®iÒu kiÖn sau:
C ³ 2b- b 2 - 3a 2 (4-18)
vµ b³ a 3.
n
IV. CÊu t¹o cña ®Ëp to ®Çu
.v
1.C¸c lo¹i khe
C¨n cø vµo t¸c dông tõnglo¹i khe, ngêi ta thêng chia thµnh mÊy lo¹i sau:
a) Khe thi c«ng
ld
Khe thi c«ng ph©n ®Ëp ra tõng líp ®Ó ®æ bÓ t«ng, mçi líp dµy thêng tõ 3 ~ 5 m
(tuú theo tr×nh ®é kü thuËt mµ cã thÓ t¨ng chiÒu cao ®æ bª t«ng). Khe thi c«ng bè trÝ h¬i
nghiªng vÒ phÝa thîng lu vµ t¹i mÆt khe lµm thµnh c¸c r∙nh ®Ó nèi tiÕp tèt gi÷a 2 líp
co
bª t«ng.
b) Khe co gi∙n
a) b)
n
.v
w
H×nh 4-16. Bè trÝ khe co gi·n
a) Bè trÝ theo ph¬ng ®êng quü tÝch øng suÊt chÝnh;
b) Bè trÝ khe theo ph¬ng th¼ng ®øng.
w
Sau khi bª t«ng ninh kÕt, thÓ tÝch co l¹i, bª t«ng ë gÇn nÒn khi co l¹i bÞ nÒn kiÒm
chÕ, c¸c bé phËn bª t«ng míi ®æ khi co l¹i bÞ bª t«ng cò kiÒm chÕ... nh÷ng nh©n tè ®ã
®Òu cã thÓ sinh øng suÊt kÐo vµ nøt nÎ. CÇn bè trÝ khe co gi∙n ®Ó gi¶m øng suÊt kÐo ®ã.
w
Kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c khe co gi∙n thêng dïng tõ 8-12 m, cã khi ®Õn 18m. Khe réng
kho¶ng 0,5m. Cã 2 h×nh thøc bè trÝ khe. H×nh thøc thø nhÊt: bè trÝ khe theo ®êng quü
tÝch øng suÊt chÝnh (h×nh 4-16a) chÞu lùc tèt nhng khã thi c«ng. H×nh thøc khe thø hai
lµ h×nh thøc khe th¼ng ®øng (h×nh 4-16b). MÆt khe h×nh r¨ng ca cã c¹nh cña 2 bªn
r¨ng theo ph¬ng øng suÊt chÝnh. RÊt nhiÒu c«ng tr×nh dïng lo¹i khe nµy. Muèn b¶o
®¶m bÞt khe tèt, ngêi ta ch«n s½n nh÷ng èng phôt v÷a trong khe, sau khi ®æ bª t«ng lÊp
khe, sÏ tiÕn hµnh phôt v÷a. MÆt khe cÇn bè trÝ mét Ýt cèt thÐp.
_______________________________________________________________________________________________________________________________________
www.vncold.vn Hội Đập lớn và Phát triển nguồn nước Việt Nam